碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料成型加工技術(shù)在最近的IPF2014(2014年日本國際塑料機(jī)械展覽會)上展出，柔韌性極強(qiáng)的的碳纖維織物與聚酰胺(PA)樹脂實(shí)現(xiàn)了復(fù)合成型。

    日本注射機(jī)制造商希望用這種更低成本的碳纖維復(fù)合處理技術(shù)制造碳纖維復(fù)合材料，并把這種材料應(yīng)用于雷克薩斯LFA高性能跑車的制造中。

    眾所周知，汽車的生產(chǎn)制造和性能的不斷提高與所用材料密切相關(guān)。因此，碳纖維復(fù)合材料在汽車行業(yè)，從開始的一般零部件到結(jié)構(gòu)件、功能件，其應(yīng)用越來越廣泛。

    碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用于汽車優(yōu)勢明顯

    在歐美國家，車輛中復(fù)合材料的用量約占本國復(fù)合材料總產(chǎn)量的三分之一，并呈增長態(tài)勢。復(fù)合材料在汽車中的應(yīng)用主要包括以下幾類：結(jié)構(gòu)件、車身及車身部件、發(fā)動機(jī)蓋下部件、車內(nèi)裝飾部件。

    碳纖維復(fù)合材料的密度一般不超過2g/cm3，而鋼的密度為7.8g/cm3，用碳纖維復(fù)合材料制作汽車零部件能有效減輕汽車整體質(zhì)量，提高燃油經(jīng)濟(jì)性。據(jù)估計(jì)，汽車在整體結(jié)構(gòu)上每減重10%，即可減少燃油消耗約7%。碳纖維復(fù)合材料不但是制造汽車車身和底盤等主要結(jié)構(gòu)的最輕材料，也是制作高強(qiáng)度承力結(jié)構(gòu)的理想材料，碳纖維復(fù)合材料用于車身和底盤能使整車減重40%～60%。與玻璃纖維復(fù)合材料相比，碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有更高的強(qiáng)度和模量，而質(zhì)量要小25%左右。

    另外，碳纖維復(fù)合材料還具有可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、制件安全性好及可實(shí)現(xiàn)零部件一體化等一系列優(yōu)良性能。使用碳纖維復(fù)合材料制造的汽車傳動軸，除具有高阻尼特性和減少震動、降低噪聲而使乘坐舒適外，還具有吸收沖擊能和提高安全性的優(yōu)點(diǎn)。

    碳纖維復(fù)合材料車用領(lǐng)域發(fā)展?jié)摿εc阻礙并存

    碳纖維復(fù)合材料經(jīng)過40多年的研究、應(yīng)用和發(fā)展，已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步，但是在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用還遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于航空航天和其他工業(yè)領(lǐng)域。

    目前來說，碳纖維復(fù)合材料在汽車應(yīng)用領(lǐng)域雖已呈現(xiàn)巨大的發(fā)展?jié)摿Γ湍壳皣鴥?nèi)的發(fā)展情況來看，存在以下問題：

    在復(fù)合材料成型工藝方面，現(xiàn)有的工藝原則上均可用于汽車工業(yè)，但是除考慮制件的力學(xué)性能外，工藝的成型效率和制造成本同樣影響著復(fù)合材料在汽車上的應(yīng)用。

    除了成本因素外，復(fù)合材料的生產(chǎn)和制造不同于金屬材料，無論是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇還是工藝制造均缺乏經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)積累，也缺少新的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

    另外，復(fù)合材料的回收利用是制約碳纖維復(fù)合材料在汽車上大規(guī)模應(yīng)用的一個很大瓶頸：與金屬材料不同，報(bào)廢后的復(fù)合材料制件無論是采用粉碎、焚燒還是掩埋處理都會對環(huán)境產(chǎn)生影響。只有解決了回收利用問題，才能為復(fù)合材料在汽車領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用掃清障礙。

    如何規(guī)避和解決現(xiàn)存問題，研制更優(yōu)質(zhì)的碳纖維復(fù)合材料，在實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的同時讓新材料的應(yīng)用進(jìn)一步完善車體性能，為我們提供更安全、節(jié)能、環(huán)保的出行可能。這將是碳纖維復(fù)合材料行業(yè)和汽車行業(yè)需要共同探討的問題。